Zirkularität Elektrischer Gebäudeenergiesysteme

Das Bauen ist ein Bereich von Interesse, um die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Aus diesem Grund hat die EU erklärt, dass ab 2021 alle neuen Gebäude nZEBs (eng. Nearly Zero Building) sein sollten. Diese Gebäude wenden passive und aktive Strategien an, um effizienter mit Energie umzugehen. Die am häufigsten verwendeten aktiven Strategien sind unter anderem PV-Module, Wärmepumpen und Hausautomationssysteme. Diese reduzieren den Bedarf an externer Energie und die damit verbundenen CO2-Emissionen. Jedoch geht der Einsatz dieser elektrotechnischen Anlagen mit einer erhöhten Menge an Elektroschrott einher, wenn Recycling und Reparatur nicht ausreichen. Die Forschung konzentriert sich bisher auf die energetische und wirtschaftliche Amortisation solcher Gebäudeenergiesysteme, weniger auf den langfristig nachhaltigen Materialeinsatz.

Aus diesem Grund ist es von Interesse, solche Gebäude so zu modellieren, dass sie den Energiebedarf der Benutzer zu möglichst geringen Kosten und Emissionen decken und dabei Alterung, Reparaturfähigkeit und Stilllegungsfaktoren zu berücksichtigen. Alterung und Reparierbarkeit können modelliert und mit direkten Beobachtungen verglichen werden, die vom Living Lab bereitgestellt werden. Wichtige zu messende Faktoren sind Wetterbedingungen, Energieverbrauch und -erzeugung, Hausinnentemperatur und -nutzung. In der Simulation beinhalten die Komponenten zudem Szenarien zur Effizienzminderung über der Nutzungsdauer, abhängig von Wetter und Nutzungsart. Da beim Solar Decathlon sehr innovative und moderne Komponenten zum Einsatz kommen, lassen sich Potenziale zur Verbesserung der Zirkularität beim Design und bei der Nutzung abschätzen. Es ist zu erwarten, dass durch dieses Modell die (oft ignorierte) Dimension des Alterns dazu beitragen kann, nachhaltigere Systeme zu schaffen. Die Untersuchung soll aufzeigen, mit welchen Designs und Nutzungsarten eine reduzierte Elektroschrottmenge entstehen wird.